Question

2．碘是生命體中的必需元素，請根據(jù)如下有關(guān)碘及其化合物的性質(zhì)，回答下列問題：
（1）實驗室中制取少量碘可采用如下方法：KI+CuSO₄→A （白色）↓+K₂SO₄+I₂．
16.0g CuSO₄與過量KI反應(yīng)后可得19.1g 的A，寫出A的化學式：CuI．工業(yè)生產(chǎn)中，可用智利硝石（含有NaIO₃）為原料，與NaHSO₃反應(yīng)后生成碘，寫出此反應(yīng)的離子方程式：2IO₃^-+5HSO₃^-=3H⁺+5SO₄^2-+I₂+H₂O．
（2）單質(zhì)碘與氟氣反應(yīng)可得IF₅，實驗表明液態(tài)IF₅具有一定的導電性，研究人員發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生這一現(xiàn)象的可能原因在于IF₅的自偶電離（如：2H₂O?H₃O⁺+OH^-），生成的陽離子為IF₄⁺；陰離子為IF₆^-．
（3）將單質(zhì)碘與鋁屑置于管式電爐中，隔絕空氣加熱至500℃得到棕色片狀固體，此固體溶于Na₂CO₃溶液可產(chǎn)生白色沉淀和氣體．請寫出上述實驗過程中發(fā)生的化學反應(yīng)方程式：2Al+3I₂=2AlI₃，2AlI₃+3Na₂CO₃+3H₂O=2Al（OH）₃↓+6NaI+3CO₂↑．
（4）某化學課外小組用海帶為原料制得少量含碘離子的溶液．現(xiàn)用0.10mol•L^-1的酸性高錳酸鉀溶液滴定20.00mL該溶液需10.25mL，則該溶液中碘離子的濃度為0.26mol•L-1（精確到0.01）．
（5）I₂O₅是白色粉末狀固體，可用作氧化劑使H₂S、CO、HC1等氧化，在合成氨工業(yè)中常用I₂O₅來定量測量CO的含量．已知：
2I₂（s）+5O₂（g）=2I₂O₅（s）△H=-75.56kJ•mol-1
2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566.0kJ•mol-1
寫出CO（g）與I₂O₅（s）反應(yīng)析出固態(tài)I₂的熱化學方程式：5CO（g）+I₂O₅（s）=5CO₂（g）+I₂（s）△H=-1377.22kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)元素守恒知，A中含有Cu元素，該反應(yīng)中I元素化合價由-1價變?yōu)?價，Cu元素得電子化合價降低，白色沉淀是Cu和I元素形成的化合物，n（CuSO₄）=$\frac{16.0g}{160g/mol}$=0.1mol，m（Cu）=64g/mol×0.1mol=6.4g，A中n（I）=$\frac{19.1g-6.4g}{127g/mol}$=0.1mol，n（Cu）：n（I）=0.1mol：0.1mol=1：1，據(jù)此判斷A化學式；碘酸根離子和亞硫酸根離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸根離子、碘、氫離子和水；
（2）根據(jù)水的電離方程式確定IF₅電離方程式，從而確定其陰離子；
（3）AlI₃屬于強酸弱堿鹽、Na₂CO₃屬于強堿弱酸鹽，二者發(fā)生雙水解反應(yīng)生成氫氧化鋁和二氧化碳；
（4）根據(jù)高錳酸鉀和碘離子之間的關(guān)系式計算碘離子的物質(zhì)的量濃度；
（5）根據(jù)已知熱化學方程式，利用蓋斯定律計算和書寫熱化學方程式．

解答 解：（1）根據(jù)元素守恒知，A中含有Cu元素，該反應(yīng)中I元素化合價由-1價變?yōu)?價，Cu元素得電子化合價降低，白色沉淀是Cu和I元素形成的化合物，n（CuSO₄）=$\frac{16.0g}{160g/mol}$=0.1mol，m（Cu）=64g/mol×0.1mol=6.4g，A中n（I）=$\frac{19.1g-6.4g}{127g/mol}$=0.1mol，n（Cu）：n（I）=0.1mol：0.1mol=1：1，則A化學式為CuI；
碘酸根離子和亞硫酸根離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸根離子、碘、氫離子和水，離子方程式為2IO₃^-+5HSO₃^-=3H⁺+5SO₄^2-+I₂+H₂O，
故答案為：CuI；2IO₃^-+5HSO₃^-=3H⁺+5SO₄^2-+I₂+H₂O；
（2）根據(jù)水的電離方程式知，IF₅電離方程式為2IF₅?IF₄⁺+IF₆^-，所以生成的陽離子為IF₄⁺，陰離子為IF₆^-，
故答案為：IF₄⁺；IF₆^-；
（3）將單質(zhì)碘與鋁屑置于管式電爐中，隔絕空氣加熱碘單質(zhì)和鋁反應(yīng)生成碘化鋁，AlI₃屬于強酸弱堿鹽、Na₂CO₃屬于強堿弱酸鹽，二者發(fā)生雙水解反應(yīng)生成氫氧化鋁和二氧化碳，方程式為：2Al+3I₂=2AlI₃，2AlI₃+3Na₂CO₃+3H₂O=2Al（OH）₃↓+6NaI+3CO₂↑，
故答案為：2Al+3I₂=2AlI₃；2AlI₃+3Na₂CO₃+3H₂O=2Al（OH）₃↓+6NaI+3CO₂↑；
（4）反應(yīng)消耗的高錳酸鉀的物質(zhì)的量為：0.10mol•L^-1×0.01025L=0.001025mol，設(shè)參加反應(yīng)的碘離子的物質(zhì)的量為nmol，
       2MnO₄^-+10I^-+16H⁺=2Mn²⁺+5I₂ +8H₂O
       2         10
0.001025mol       n
則$\frac{2}{0.001025mol}$=$\frac{10}{n}$，解得：n=0.005125mol，所以c（I^-）=$\frac{n}{V}$=$\frac{0.005125mol}{0.02L}$=0.26mol•L^-1，
故答案為：0.26；
（5）已知熱化學方程式：
2 I₂（s）+5O₂（g）=2 I₂O₅（s）；△H=-75.56kJ•mol^-1①，
2CO（g）+O₂（g）=2 CO₂（g）；△H=-566.0kJ•mol^-1②，
根據(jù)蓋斯定律將方程式②×$\frac{5}{2}$-①×$\frac{1}{2}$得5CO（g）+I₂O₅（s）=5 CO₂（g）+I₂（s）；△H=（-566.0kJ•mol^-1）×$\frac{5}{2}$-（-75.56kJ•mol^-1）×$\frac{1}{2}$=-1377.22kJ/mol，
所以其熱化學反應(yīng)方程式為：5CO（g）+I₂O₅（s）=5 CO₂（g）+I₂（s）△H=-1377.22kJ/mol，
故答案為：5CO（g）+I₂O₅（s）=5 CO₂（g）+I₂（s）△H=-1377.22kJ/mol．

點評 本題考查碘元素及其化合物的性質(zhì)，側(cè)重考查性質(zhì)實驗方案設(shè)計，涉及離子檢驗、雙水解反應(yīng)、弱電解質(zhì)的電離等知識點，明確物質(zhì)性質(zhì)是解本題關(guān)鍵，會利用已知知識采用知識遷移方法解答問題，題目難度中等．